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節(jié)能環(huán)保走可持續(xù)發(fā)展之路我國火電機(jī)組的節(jié)水經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

文檔作者：黃湘文檔來源：中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電站輔機(jī)分會(huì)秘書長		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月11日
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市場透視 I MARDET ANALYSIS AND FORECAST
節(jié)能環(huán)保 走可持續(xù)發(fā)展之路
我國火電機(jī)組的節(jié)水經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析
◎ 中國電器工業(yè)協(xié)會(huì)電站輔機(jī)分會(huì)秘書長黃湘
country．The water used by power generation industry has accounted half of the total industrial used water quantity．Its water
consumption quantity occupies 26％ of five key industries．Therefore，developing water—saving work or not shall directly afect the
production management and sustainable development of electric power enterprises．To look from the installed capacity of power
generation of our country，thermal power generation is the main method．These thermal power generation stations are mainly
distributed at the water—lacking places．So it needs to pay a large amount of resource fees and pollution discharge fees．Hence，it
needs to make the current survey for water resource of power plant and strengthen the research of water—saving technologies for
putting forward improvement measures and solutions of water-saving，which will play the important role to ensure the sustainable
一
、概述
根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，發(fā)電行業(yè)是我國取用水量最大的行業(yè)
之一．電力工業(yè)用水占了工業(yè)總用水量的一半，耗水量占5個(gè)
重點(diǎn)行業(yè)耗水量的26％。因此，節(jié)水工作的開展與否將直接
影響電力企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營和可持續(xù)發(fā)展。
自改革開放以來．我國的電力建設(shè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)．截
止2005年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到508．41GW，其中火電
384．13GW．占75．6％ ．水電1 16．52GW ．占22．9％ ，核電及
其它占1．5％ 。據(jù)預(yù)測．201 O年全國發(fā)電裝機(jī)容量將超過
700GW 。
從全國裝機(jī)容量看以火力發(fā)電為主，多數(shù)分布在水資源緊
缺地區(qū)．每年上繳水資源費(fèi)、排污費(fèi)數(shù)額相當(dāng)可觀。因此．抓
緊對(duì)火電廠水資源現(xiàn)狀調(diào)查，加強(qiáng)節(jié)水技術(shù)的研究，提出節(jié)水
的改進(jìn)措施和方案，提高用水效率、減少廢水排放．既能響應(yīng)
國家加快建設(shè)節(jié)約型社會(huì)要求．又符合國家環(huán)保政策．同時(shí)對(duì)
提升電廠經(jīng)濟(jì)效益．保障可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的作用。
二、國內(nèi)火電廠用水政策及有關(guān)
規(guī)定
2004年6月16日．國家發(fā)改委以“發(fā)改能源[2004]864
號(hào)“發(fā)布了《關(guān)于燃煤電站項(xiàng)目規(guī)劃和建設(shè)有關(guān)要求的通知》．
通知要求高度重視節(jié)約用水，鼓勵(lì)新建、擴(kuò)建燃煤電站項(xiàng)目采
用新技術(shù)、新工藝．降低用水量。對(duì)擴(kuò)建電廠項(xiàng)目．應(yīng)對(duì)該電
廠中已投運(yùn)機(jī)組進(jìn)行節(jié)水改造．盡量做到發(fā)電增容不增水。在
北方缺水地區(qū)，新建、擴(kuò)建電廠禁止取用地下水．嚴(yán)格控制使
用地表水，鼓勵(lì)利用城市污水處理廠的中水或其它廢水。原則
上應(yīng)建設(shè)大型空冷機(jī)組．機(jī)組耗水指標(biāo)要控制在O．38立方米／
秒．百萬千瓦以下。鼓勵(lì)沿海缺水地區(qū)利用火電廠余熱進(jìn)行海
水淡化等。
2005年1月1日，根據(jù)GB／_r18916．1《火力發(fā)電廠取水
定額》標(biāo)準(zhǔn)的要求，由國家質(zhì)監(jiān)總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員
由國家質(zhì)監(jiān)總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒的火力發(fā)電、鋼
鐵、石油、印染、造紙、啤酒、酒精等7個(gè)用水量較大的工
電器工業(yè)·40·
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業(yè)行業(yè)的取水定額國家標(biāo)準(zhǔn)開始實(shí)施。為國家進(jìn)行取水
定額管理奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)工業(yè)行業(yè)用水效率和節(jié)水管理
水平的提高 使我國成為節(jié)水型社會(huì)建設(shè)起到重要作用。
原國家電力公司早在2001年就編制了 火力發(fā)電廠節(jié)水
規(guī)劃 提出了如下具體要求：
1．近期耗水指標(biāo)
表1耗水指標(biāo)要求
十包括淡水直流冷卻
2，水的重復(fù)利用率
按照火力發(fā)電廠類型分類，采用循環(huán)冷卻的電廠重復(fù)利
用率應(yīng)達(dá)到93～97％ ，采用直流冷卻的電廠，不考慮直流冷
卻水量，重復(fù)利用率應(yīng)達(dá)30％。
循環(huán)水的濃縮倍率普遍達(dá)到3以上，除灰、渣系統(tǒng)，應(yīng)
不用新水，灰水比降到1：5以下。在不污染環(huán)境的前提下，積
極推廣干除灰、渣技術(shù)和)中灰水回用技術(shù)。
提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率，采用新的技術(shù)對(duì)電廠內(nèi)的
工業(yè)用水等進(jìn)行重復(fù)利用。
MARDET ANALYSIS AND FORECAST市場透視
3 單位發(fā)電量的耗水量
實(shí)施各項(xiàng)節(jié)水措施后 到2005年火力發(fā)電廠單位發(fā)電量
的耗水量控制在2．99kg／kWh。
三、國內(nèi)火電廠水資源狀況及耗水
分析
1．國內(nèi)水資源現(xiàn)況
我國是一個(gè)水資源匱乏的國家 雖然年均水資源量約
28000億立方米 居世界第六位，但人均水資源占有量約2200
立方米／年，為世界人均值的1／4。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和
國內(nèi)GDP的快速增長，用水量增加 水資源供需矛盾加劇。
尤其在北方地區(qū) 氣候干旱 雨量稀少 水資源更加缺乏 特
別在人口稠密、工業(yè)集中的城市和地區(qū) 包括京、津、河北、
山西、豫北、膠東和遼河流域 人口占全國的17．6％ 土地占
全國6％ 工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占全國25％ 而水資源僅占全國3．4％
人均水資源占全國1／5。
由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活的需要，需水量和污染物排
放量也會(huì)迅速增長，致使水危機(jī)狀況將長期存在，而且可能有
迅速加劇的危險(xiǎn)。水資源普遍受到不同程度的污染。長期以
來，人們對(duì)水資源的脆弱性沒有給予足夠重視，在處理資源、
環(huán)境與發(fā)展之間的關(guān)系問題上受到經(jīng)濟(jì)條件的限制，導(dǎo)致全
國80％的城市污水和工業(yè)廢水未經(jīng)任何處理便直接排入水域，
一些分散處理的工業(yè)廢水雖然達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，但其中大部
分卻又排入了沒有集中處理的城市排水系統(tǒng)中，降低了達(dá)標(biāo)
排放的意義。由于廢{污)水的排放，約90％ 的城市水域不
同程度地受到了污染，地表水系尤以大遼河、海灤河、淮河和
黃河流域最為嚴(yán)重，七大江河流經(jīng)的1 5個(gè)主要大城市河段中．
有13個(gè)河段的水質(zhì)嚴(yán)重污染。華北地區(qū)有些流經(jīng)城市的河流
已完全成為排污河。地表水的污染必然殃及地下水，先是污染
淺層地下水，進(jìn)而通過自然的和人為的”天窗”污染深層地下
水。污水通過砂性土壤的直接下滲，也是造成地下水污染的重
要途徑。在南方因水質(zhì)污染導(dǎo)致的城市缺少量約占總?cè)彼?
的60-70％ 。
2．國內(nèi)火力發(fā)電廠用水現(xiàn)狀
2000-2005年火電廠用水量與全國用水量比較見表2
41．電器工業(yè)
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市場透視{MARDET ANALYSIS AND FORECAST
表2 2000 2005年火電廠用水量與全國用水量比較表
全國火力發(fā)電廠用水分析見表3
表3 2000-2005年火力發(fā)電廠用水及耗水情況
從上述兩表中可以看出，隨著火電廠裝機(jī)容量和發(fā)電量
的增加，全國火力發(fā)電廠用水量有所增加。由于工業(yè)用水量重
復(fù)利用率逐年提高，單位發(fā)電量耗水量呈逐年下降趨勢。
2000年火力發(fā)電廠單位發(fā)電量耗水量為4．1千克／千瓦時(shí)，
2005年為3．1千克／千瓦時(shí)，5年下降了1．0千克／千瓦時(shí)，下
降幅度為24．4％。
雖然電力行業(yè)在節(jié)水方面取得了一定成績，但節(jié)水降耗
仍有較大空間。2005年全國6000千瓦及以上火電機(jī)組6963
臺(tái)，總?cè)萘繛?2373。3萬千瓦，平均機(jī)組容量僅為6．O9萬千
瓦．30萬千瓦及以上火電機(jī)組占總?cè)萘康?7％．因此與國際
先進(jìn)水平比較．我國火電機(jī)組水耗平均高出30％。
3．各類火電機(jī)組耗水率分析
以燃煤火電機(jī)組分類來分析：
A
、循環(huán)冷卻火電機(jī)組：缺水地區(qū)一般均采用循環(huán)冷卻方
式．從統(tǒng)計(jì)資料來看．節(jié)水較好的機(jī)組．其單位發(fā)電量耗水
率可達(dá)3．6kg／kWh以下．裝機(jī)耗水率可達(dá)0．8m。／s．GW。節(jié)水
較差的機(jī)組．尤其是一些中小型火電機(jī)組．其單位發(fā)電量耗
水率高達(dá)1 1．2kg／kWh以下，裝機(jī)耗水率達(dá)2．5m。／s．GW。下
表為9O年代后投運(yùn)的42臺(tái)300～600MW機(jī)組的耗水率情況。
表4 300-600MW循環(huán)冷卻機(jī)組耗水率統(tǒng)計(jì)
B、直流冷卻火電機(jī)組：直流冷卻電廠內(nèi)無蒸發(fā)、風(fēng)吹和
排污等損失，其耗水量比循環(huán)冷卻電廠少的多，是節(jié)水型火
力發(fā)電的一種重要類型(但熱量要散發(fā)到河、湖 海中)，從
統(tǒng)計(jì)資料來看，節(jié)水較好的機(jī)組，其單位發(fā)電量耗水率可達(dá)
0．65kg／kWh，裝機(jī)耗水率可達(dá)0．1 5m。／s．GW。節(jié)水較差的
機(jī)組的單位發(fā)電量耗水率也只可達(dá)5kg／kWh．裝機(jī)耗水率達(dá)
1．Om3／s．GW。海濱直流冷卻電廠，其淡水耗水量水平，設(shè)計(jì)
耗水量0．12 m3／s．GW ，實(shí)際耗水量運(yùn)行過程中最好時(shí)僅為
0．05m3／s．GW。下表為近些年投運(yùn)的32臺(tái)300～600MW 機(jī)
組的耗水率情況。
表5 300～600MW直流冷卻機(jī)組耗水率統(tǒng)計(jì)
電器工業(yè)·42·
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表6 200，300，600MW空冷機(jī)組耗水率統(tǒng)計(jì)
C、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組：供熱機(jī)組因向外供氣 供水，而而一
網(wǎng)的水、汽回收率較低，故熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的耗水率高于凝汽式
機(jī)組．從目前最新的統(tǒng)計(jì)資料分析，供熱機(jī)組的熱網(wǎng)回水和補(bǔ)
水受外部因素影響大外．其他部分的用水僅比凝汽機(jī)組略高。
D 空冷機(jī)組：空冷機(jī)組的耗水率與同容量的直流冷卻火
電機(jī)組大體相當(dāng)．根據(jù)2005年對(duì)全國17臺(tái)200～600MW 空
冷機(jī)組的統(tǒng)計(jì)，200MW級(jí)間接空冷機(jī)組，其耗水量可比濕冷
式循環(huán)冷卻機(jī)組減少用水約52．5-70％，直接空冷機(jī)組減少用
水62．5％ ，300MW 級(jí)直接空冷機(jī)組減少用水80％ ，60OMW
級(jí)直接空冷機(jī)組減少用水75％。
4．地域性差別對(duì)火電廠耗水率的影響
我國火電廠耗水現(xiàn)狀的地域性差別十分明顯，在北方及中
西部缺水地區(qū)，由于基本上都采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)．其設(shè)計(jì)耗水
率原來就高，而實(shí)際運(yùn)行的耗水率則比豐水的南方地區(qū)要高出
好幾倍。這些地區(qū)的火電機(jī)組用水與地方工農(nóng)業(yè)用水之間存在
矛盾．水資源費(fèi)補(bǔ)償高，火電廠的節(jié)水任務(wù)重．經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)
效益明顯。
在水資源非常匱乏．氣候寒冷而煤炭資源又十分豐富的中
西部煤電基地，當(dāng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析適合采用空冷技術(shù)時(shí)，其
設(shè)計(jì)水耗略高于海水直流供水電廠．節(jié)水效益巨大。
濱海地區(qū)火電廠的耗水指標(biāo)最低，但這些地區(qū)一般缺少淡
水資源，海水淡化往往成本較高，故仍需挖掘火電廠的節(jié)水潛
力，節(jié)水非常有意義。
南方豐水地區(qū)通?？刹捎弥Я鞴┧到y(tǒng)，即使采用循環(huán)水
供水系統(tǒng)．其補(bǔ)水問題也容易解決．此時(shí)火電廠的節(jié)水主要從
環(huán)保角度出發(fā)，通過節(jié)水減少污水和廢水的排放來減輕水體環(huán)
境污染。
MARDET ANALYSIS AND FORECAST i市場透視
下表列出了我國火電機(jī)組耗水情況的地域差別：
表7 2000年我國火電機(jī)組耗水率的地域差別
四、水資源現(xiàn)狀結(jié)論及建議
{ 結(jié)論
A、火電廠裝機(jī)耗水率和發(fā)電單位耗水率指標(biāo)是衡量火電
廠用水的指標(biāo)尺度．根據(jù)對(duì)某電源公司的調(diào)查，采用循環(huán)冷卻
系統(tǒng)的電廠共19座、總裝機(jī)容量1234萬千瓦，統(tǒng)計(jì)分析顯
示，根據(jù)行業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)、2000年全國火電廠耗水指標(biāo)和公司
2004年的耗水指標(biāo)統(tǒng)計(jì)情況見下表。
表8 單位發(fā)電水耗對(duì)比表
43·電器工業(yè)
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注：根據(jù)《環(huán)境與資源》(第1 09期)的資料，《200 5年全國火電廠
水耗統(tǒng)計(jì)》包括循環(huán)冷卻和直流冷卻總裝機(jī)耗水率o．93m ／s．GW，
發(fā)電單位耗水率5．36kg／kW ·h。
調(diào)查的電廠絕大部分污水排污費(fèi)是協(xié)議征收 隨著工業(yè)用
水量的增加，環(huán)保要求的提高，水資源費(fèi)和排污收費(fèi)將不斷上
漲。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)．不包括新建電廠，2006年收費(fèi)還要在2004
年的基礎(chǔ)上增加3000萬元。
按照不同區(qū)域劃分．1類缺水地區(qū)的平均水價(jià)為0．522元／
立米，排污收費(fèi)為0．216元／立米；2類嚴(yán)重缺水地區(qū)的平均
水價(jià)為0．235元／立米，排污收費(fèi)為0．06元／立米；3類豐水
地區(qū)的平均水價(jià)為0．252元／立米，排污收費(fèi)為0．208元／立
米。1類缺水地區(qū)水費(fèi)最高．嚴(yán)重缺水地區(qū)排污費(fèi)收費(fèi)最低．
3類豐水地區(qū)的水價(jià)為1類缺水地區(qū)水價(jià)的一半。
B、根據(jù)調(diào)查，90％ 的電廠都采用了梯級(jí)用水方式，循環(huán)
水、冷卻后的工業(yè)水、處理后的工業(yè)廢水、煤泥沉淀水、生活
污水等各類水作沖灰水、煤場噴淋水、干灰攪拌等用水。但是，
由于工藝系統(tǒng)和管理的原因，所有電廠的各部分用水都無法取
得平衡，電廠的總進(jìn)廠水量有計(jì)量，但數(shù)據(jù)不精確或缺乏連續(xù)
性，分到各系統(tǒng)的用水比例更沒有統(tǒng)計(jì)，這既有管理的問題，
同時(shí)也有系統(tǒng)的缺陷。多余水量都自然排放，沒有一座電廠做
到真正意義上的零排放。即多數(shù)做到了分類用水，但沒有做到
閉環(huán)管理。同時(shí)也說明，當(dāng)電廠做水平衡試驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)
重新評(píng)估并安裝有關(guān)流量測量裝置。
2．建議
隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，工業(yè)企業(yè)用水量急劇增加，為
了保持可持續(xù)發(fā)展，在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)．轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的
政策環(huán)境下．特別是國家全面推進(jìn)水價(jià)改革，擴(kuò)大水資源費(fèi)征
收范圍．提高征收標(biāo)準(zhǔn)．全面開征污水處理費(fèi)．用水和耗水和
電廠的經(jīng)濟(jì)效益有關(guān)了。因此，加強(qiáng)火電廠用水管理，積極進(jìn)
行節(jié)水技術(shù)改造，對(duì)企業(yè)發(fā)展及提升效益有重大意義。
不同火電廠的耗水指標(biāo)差距較大，重點(diǎn)應(yīng)改造耗水指標(biāo)差
的電廠。對(duì)南方豐水地區(qū)的電廠，應(yīng)積極從提高認(rèn)識(shí)和加強(qiáng)管
理入手，采取節(jié)水措施，使用水和耗水指標(biāo)都能在較短時(shí)期內(nèi)
達(dá)到國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于北方缺水地區(qū)采用地表水的電廠，
應(yīng)針對(duì)其具體情況，采取改造和加強(qiáng)管理相結(jié)合方法．使其達(dá)
到國家和行業(yè)用水和耗水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)北方缺水地區(qū)采用地下水作
為循環(huán)冷卻水源的火電廠，應(yīng)積極采取措施，分析耗水高的原
因．進(jìn)行有針對(duì)性的節(jié)水改造。如循環(huán)冷卻水的濃縮倍率對(duì)電
廠的水耗影響很大．對(duì)電廠的濃縮倍率較低．可通過提高濃縮
倍率的方法．花很小的代價(jià)就可以達(dá)到節(jié)水效果。對(duì)電廠的濃
縮倍率較高，應(yīng)通過分析．判斷電廠在其它方面是否具有節(jié)水
的可能性。同時(shí)，針對(duì)同一電廠的不同機(jī)組，也可分別采用不
同技術(shù)方案，使其達(dá)到節(jié)水的效果。
采用成熟的循環(huán)水處理技術(shù)，配合旁流過濾或旁流石灰軟
化．提高循環(huán)水的濃縮倍率，改造費(fèi)用既不高．又能減少循環(huán)
冷卻水補(bǔ)水量，降低排污量。
對(duì)于一些中．小型采用循環(huán)冷卻的電廠，在自然通風(fēng)冷卻
塔安裝收水器．以使風(fēng)吹損失占冷卻水量的0．1％以內(nèi)(未安裝
的為0．3~0．5％)。
積極推廣干除灰及灰渣綜合利用技術(shù)提高水力除灰的灰
水比，減少除灰用水量；對(duì)老廠進(jìn)行灰水回收技術(shù)改造工作，
加強(qiáng)沖灰系統(tǒng)調(diào)節(jié)。從調(diào)研的數(shù)據(jù)看，火電廠水力除灰中灰水
比在1：2．2～1：25．大部分電廠都在1：10以上。若將灰水比由
1：10降到1：3，1臺(tái)300Mw 機(jī)組年可節(jié)水200萬噸(以灰分
30％ ．燃煤熱值5000Kcal／kg計(jì))。
采用鹽水濃縮器技術(shù)，常見的反滲透系統(tǒng)的回收率為
75％左右，即有1／4的濃水需要排放，加上系統(tǒng)本身的自用水．
排水將近30％．而采用鹽水濃縮器，排水量僅為5％，水量大
大減少．非常有利于電廠實(shí)現(xiàn)廢水”零排放”?？筛鶕?jù)技術(shù)經(jīng)
濟(jì)比較確定方案，為降低工程造價(jià)．還可采用反滲透和鹽水濃
縮器的組合方案。
對(duì)采用干除灰的且循環(huán)水排污量較大的電廠，利用超濾、
反滲透等成熟技術(shù)，將循環(huán)水排污水回收供鍋爐補(bǔ)給水處理系
統(tǒng)，使排污量進(jìn)一步減少循環(huán)水排污量．同時(shí)減少鍋爐補(bǔ)給水
處理系統(tǒng)再生藥品消耗以及再生廢水排放。同時(shí)應(yīng)大力提倡
一水多用，分質(zhì)使用”，做到正常運(yùn)行時(shí)無外排廢水，對(duì)缺水
及高水價(jià)地區(qū)有較好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
對(duì)排水量較大的電廠進(jìn)行技術(shù)改造，回收工業(yè)用水及生活
廢水，處理后作為循環(huán)水補(bǔ)充水。充分做到水的分級(jí)使用和循
環(huán)利用。毽

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